D-Penicillamine ใช้เป็นหลักในการรักษาโรค Wilson's disease ซึ่งเป็นโรคที่เกิดจากการสะสมของทองแดงในร่างกาย โดยทำหน้าที่เป็นสารเชลติ้งเพื่อจับทองแดงส่วนเกินและขับออกทางปัสสาวะ นอกจากนี้ยังมีประสิทธิภาพในการจัดการโรค cystinuria ซึ่งเป็นความผิดปกติที่ทำให้มีซีสตีนในปัสสาวะมากเกินไป โดยการสร้างคอมเพล็กซ์ที่ละลายน้ำได้เพื่อลดระดับซีสตีนและป้องกันการเกิดนิ่วในไต นอกจากนี้ยังใช้ในการรักษาโรคข้ออักเสบรูมาตอยด์เพื่อลดการอักเสบและชะลอความเสียหายของข้อ ในบางกรณี ใช้เป็นสารเชลติ้งสำหรับการเป็นพิษจากโลหะหนัก เช่น ตะกั่วและปรอท เพื่อช่วยขับโลหะพิษออกจากร่างกาย การใช้ D-Penicillamine ควรอยู่ภายใต้การดูแลของแพทย์เนื่องจากอาจมีผลข้างเคียงที่รุนแรงได้